Mô phỏng Mã Turbo trong Hệ thống Thông tin Di động CDMA 2000 để Nâng cao Hiệu suất Truyền thông

Các hàm hợp lệ ( LIKELIHOOD FUNTIONS)

Để đi đến tìm hiểu cấu trúc của mã Turbo và bộ giải lặp chúng ta xem xét các khái niệm toán học liên quan. Trước khi thí nghiệm, nói chung có tồn tại (hoặc có thể ước lượng được) một xác suất tiền nghiệm P(d=i).

Tr-ờng hợp hai lớp tín hiệu

Bằng cách đưa ra thuật toán về tỷ số hợp lệ được phát triển trong phương trình (2.3) đến phương trình (2.5), chúng ta tạo ra được metric có ích gọi là tỷ số log-hợp lệ ( Log-Likelihood Ratio – LLR). Phương trình (2.11) cho thấy lối ra LLR của bộ giải mã hệ thống có thể được biểu diễn như là có ba phần tử LLR - một phép đo kênh truyền, mộ thông tin tiền nghiệm về dữ liệu,và LLR ngoại lai xuất phát duy nhất từ bộ giải mã.

Nguyên lý của giải mã lặp

(2.10) Ở đây, là LLR của bít dữ liệu ở lối ra của bộ giải điều chế ( lối vào của bộ giải mã ), và được gọi là LLR ngoại lai, biểu diễn thông tin bổ sung được vay mượn từ quá trình giải mã. Như giải thích trong hình 2.2, việc giải mã lặp, hợp lệ ngoại lai, được phản hồi tới lối vào ( của bộ giải mã thành phần khác) để tạo ra sự lọc lựa tinh tế xác suất tiền nghiệm của dữ liệu cho bộ lặp tiếp theo.

Giải thuật MAP

Phần lớn tập trung ở giải thuật Viterbi cung cấp giá trị ra mềm (soft output or reliability information) cho một bộ so sánh giỏ trị ra mềm được dựng để quyết định bit ngừ ra. Sau khi bộ giải mã 1 đưa ra được thông tin extrinsic ( thông tin ngoại lai )thì sẽ được chèn và đưa tới bộ giải mã 2 đóng vai trò là thông tin a priori của bộ giải mã này. Bộ giải mã 2 sau khi đưa ra thông tin extrinsic thì vòng lặp kết thúc.Thông tin extrinsic của bộ giải mã thứ 2 sẽ được giải chèn và đưa về bộ giải mã 1 như là thông tin a priori.

Sau vòng lặp cuối cùng, giá trị ước đoán có được tính bằng cách giải chèn thông tin ở bộ giải mã thứ 2 và đưa ra quyết định cứng.

Nguyên lý của bộ giải mã Viterbi ngõ ra mềm

Từ giả thiết này, chúng ta thấy rằng giá trị tin cậy gán cho đường survivor tại thời điểm t là L(t) = 0, điều này có nghĩa là không có độ tin cậy liên kết với việc chọn đường survivor. Nhưng có lẽ theo khuynh hướng tính toán thì dễ dàng thực hiện bộ giải mã SOVA cho các mã có chiều dài bắt buộc K lớn và kích cỡ khung dài bởi vì sự cần thiết cập nhật tất cả các đường survivor. Bộ giải mó SOVA lấy ngừ vào là L(u) và Lcy, là giỏ trị tin cậy và giỏ trị nhận được đã qua cân bằng tương ứng, và cho ra u‟ và L(u‟), tương ứng là các quyết định bit ước đoán và các thông tin a posteriori L(u‟).

Hơn nữa, bộ giải mã PCCC thực hiện giải mã lặp nhằm cho ra các ước đoán a priori /độ tin cậy đáng tin tưởng hơn từ 2 dòng bit parity đã qua cân bằng khác nhau, với hy vọng thực hiện giải mã tốt hơn.

Các hạn chế khi ứng dụng mã Turbo vào truyền thông đa ph-ơng tiện

Trong khi TC cần phải có một cấu trúc giải mã lặp để tăng chất lượng thì tính thời gian thực quả là một thách thức khi phải giải quyết mâu thuẫn giữa thời gian đáp ứng và tỉ lệ lỗi bit (BER). Băng thông là vấn đề luôn được quan tâm hàng đầu, nhất là trong các ứng dụng thực tiễn trong thời gian gần đây vì lượng thông tin con người mong muốn được truyền tải ngày càng lớn mà một tài nguyên quốc gia như băng thông không thể tăng. Băng thông sử dụng trong các ứng dụng MMC rất lớn (ví dụ như VOD thường sử dụng ATM), tuy nhiên do khối lượng dữ liệu cần truyền lớn nên băng thông lớn (so với các ứng dụng trong hệ thống khác) vẫn trở thành một giới hạn cho các ứng dụng MMC.

Ý tưởng ở đây là một số khung chỉ cần số vòng lặp rất ít (chỉ khoảng 2 hay 3 vòng) đã loại bỏ hoàn toàn lỗi sai, trong khi một số khung khác rất nhiều lỗi thì cần số vòng lặp giải mã nhiều hơn để đạt được chất lượng cao hơn.

Các hạn chế khi ứng dụng mã Turbo trong truyền thông không dây .1.Kênh truyền

Ví dụ như một thuê bao điện thoại di động có thể vừa đàm thoại vừa di chuyển, môi trường truyền xung quanh cũng biến đổi, thông số môi trường cũng thay đổi. Cũng như các ứng dụng thời gian thực khác, truyền thông không dây cũng có những yêu cầu về thời gian rất khắt khe. Truyền thông không dây chỉ sử dụng một khoảng phổ tần số đã được phân, mỗi công ty điện thoại di động lại chỉ được phân cho một khu vực trong khoảng này để cung cấp dịch vụ cho khách hàng.

Như vậy băng thông rất hạn chế 0có nghĩa là mô hình mã hóa phải có càng ít bit redundant càng tốt, tức là đòi hỏi tốc độ mã cao.